美國科學家用超級計算機建立全人體的動脈血管系統(tǒng)模型,包含所有直徑、寬度在1毫米以上的動脈血管,且分辨率達到了9微米。(圖片來源:阿曼達·蘭德爾斯,杜克大學)
據(jù)英國廣播公司3月16日報道,美國科學家利用世界前十的超級計算機,通過3D建模技術,創(chuàng)造了全人體、高分辨率的動脈系統(tǒng)模型,在血管建模方面實現(xiàn)了一大突破。
科學家選取一名真人,掃描其血管系統(tǒng),以此為基礎建立動脈系統(tǒng)模型,成功地再現(xiàn)了整個人體的動脈系統(tǒng)。任何直徑或寬度在1毫米以上的動脈血管都會出現(xiàn)在模型中,而且模型的分辨率達到了9微米。模型和真人原型系統(tǒng)幾無二致,無論血液流通還是心脈搏動都極其相似。
在此之前,其他血管建模只關注人體的某一部位,其中最大的也只覆蓋了主動脈和腿節(jié)——即主動脈到膝蓋之間的區(qū)域。所以,本次建模實為一大進步。
科學家將模型命名為“哈維”,以紀念17世紀的心血管前輩威廉·哈維。
首席研究員、杜克大學的阿曼達·蘭德爾斯博士日前在美國巴爾的摩參加美國物理學會的學術會議時,闡述了“哈維”這一成果。蘭德爾斯是哈佛大學的物理學博士,曾在IBM從事超級計算機工作。
為了創(chuàng)建“哈維”模型,科學家們找到了加州的“勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室”,用一臺超級計算機完成了這一建模壯舉。蘭德爾斯說:“它(超級計算機)擁有160萬個處理器,是世界前十的超級計算機?!?/p>
如何能夠讓治療更廣泛地作用于患者的整個血液循環(huán)系統(tǒng),是本次建模的主要目的之一。蘭德爾斯表示,一般來說,醫(yī)療工作者只能局部分析血液動力學的變化;如今,有了這個模型,分析范圍就大了很多。
“哈維”建模只負責動脈,而蘭德爾斯已經(jīng)開始了靜脈建模的研發(fā)工作。她希望最后能把兩套系統(tǒng)結合起來,再把毛細血管也加進去,就能更加全面、準確地追蹤血細胞在人體內(nèi)的運動軌跡。
想法固然美好,但一時難以實現(xiàn)。蘭德爾斯表示,這對超級計算機的要求非常高,其運算能力至少需要達到現(xiàn)有水平的1000倍。
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